靜力觸探在巖土工程勘察中的應用探討

朱鵬飛 張萬濤

（安徽省交通勘察設計院有限公司 安徽合肥 230011）

靜力觸探在巖土工程勘察中的應用探討

朱鵬飛 張萬濤

（安徽省交通勘察設計院有限公司 安徽合肥 230011）

靜力觸探技術在巖土工程勘察中是一項重要的施工技術，在使用中具有便捷和高效的作用。靜力觸探的設計原理是運用準靜力的標準，在使用中，需要將內部裝有的傳感器的觸頭探頭運輸的壓入土中，然后再運用阻力的作用，需要將信號的信息記錄到記錄儀中，對阻力與土工程地質之間的關系進行明確，能夠通過得到的數據，來確定土的巖土參數。靜力觸探技術和相關的巖土工程勘察工作，內部涉及的內容相對較少，并且處于應用的發展階段，導致在工作中存在較多的問題。

靜力觸探；巖土工程；勘察；應用

前言

靜力觸探技術在巖土工程勘察的使用中，適用于軟土、粘性土、砂類土中，能夠對土層界面進行有效的劃分，確保地基具有較大的承載力，應該對地基土液化的可能性問題和地基土的物理學數據等做好監測工作。當前，我國靜力觸探在巖土工程勘察中使用的主要探頭有：單橋探頭、雙橋探頭和孔壓觸探頭等。單橋探頭是使用最為廣泛的一種探頭工具，使用起來較為簡單。但是在使用中也存在分辨率低和與國際標準不接軌等問題。

1 劃分土層

1.1 利用單橋靜力觸探成果劃分土層

單橋靜力觸探是靜力觸探的重要組成部分，對巖土工程勘察工作的開展，具有重要作用。單橋靜力觸探技術作為一種力學模擬試驗，其自身的阻力Ps，在實際的應用過程中，能夠對實際的強度情況和自身的性質力學的指標進行檢測工作，要明確不同成因和不同力學之間的指標差異，需要對存在的差異的原因進行明確，以便能夠提出解決的策略，將軟土的Ps值界定在一定的范圍內，在相關的交通部門中進行應用，保證應用的規范性和系統性，實現對各類參考數據的統計工作。

1.2 利用雙橋靜力觸探成果劃分土層

在應用雙橋靜力觸探和單橋靜力觸探的過程中，需要針對不同的內容，對觸探采取不同的解決措施。在運用過程中，需要對錐間阻力和側壁阻力的使用功能進行全面的了解工作，以便能夠更好的對這兩項內容進行應用，進而來展現出地基在使用中的實際強度。同時，還需要對摩阻比進行有效的計量工作，能夠實現對土層的劃分工作，以便能夠掌握優越的條件，對應用的綜合指標進行考慮，明確各指標之間的重要關系，有利于工作的高效開展。例如在對砂土和硬塑狀態的粘性土進行應用的過程中，必須要對砂土與硬塑狀粘性土之間的規律進行掌握，分區兩者之間存在的差異，明確兩者在使用過程中可能出現的問題，并采取一定的使用措施，減小兩者之間存在的差異。通過采用將兩者不同性質的土層劃分為同一土層的形式，明確兩者之間的劃分方法，防止在計算時，出現的計算差異。如果只是從qc值得方向進行分層劃分工作，不能明確fs與Rs之間存在的明顯變化，無法實現分層[1]。

圖1 雙橋靜力觸探成果分層示意圖

1.3 分層界線的確定

在根據靜力觸探指標標準對土層進行劃分時，需要對單橋靜力觸探和雙橋靜力觸探的相關內容進行明確，以便能夠結合具體的情況，實現對土質的分層。在進行界限的劃分工作時，需要對產生的貫入阻力大小情況進行明確和分析，以便能夠了解到阻力大小的不斷變化。同時，還需要對地層結構的變化情況進行明確，深入了解貫入阻力在應用中產生的各種現象，明確產生的是超前還是滯后，以便更好的開展土質分層工作，確保各項工作的順利開展。

通過對靜力曲線圖中可以看出，當硬土層向軟土層進行轉變的過程中，貫入阻力不會突然之間發生突變，而是會逐漸開展變小或增大，并集中在一定的范圍內。從圖2中可以看出，但上層轉入下層時，如果深入沒有達到一定的分界線或者臨界線，A點的部位將會逐漸減小貫入阻力，直到達到B點的位置，才會對貫入阻力造成影響。而對于下層而言，A點是超前點，探頭沒有達到軟土層的要求，會對軟土層的貫入阻力造成一定的影響。B點多為滯后點，在頤堤港范圍內，已經達到了進入軟土層的要求，能夠充分的展現軟土層的貫入阻力[2]。

圖2 分層界限示意圖

因此，通過對圖2的分析可知，在確定分層界限時，需要對探頭直徑的大小進行考慮，明確探頭直徑的具體數據，對探頭的長短問題進行考慮，明確兩者之間表現的規律和兩者之間呈現出的差異，取中點作為分層的界限點，確保分層界限的合理性。

2 在地基設計中的應用

2.1 確定天然地基的承載力

在對天然地基的承載力進行確認的過程中，需要利用靜力觸探的成果來展示天然地基的承載力，明確承載力在使用過程中的各項使用方法。通過對國內外的地基承載力進行研究可以表明，在于載荷試驗進行對比的過程中，主要是通過對數據的統計和分析工作，能夠明確各數據之間的關系，建立在數據統計的基礎之上，在特定的范圍內，對數據進行統計，以便能夠總結出不同土類之間的經驗公式，有利于解決在生產實踐中出現的各種問題，加速問題的解決。通過對天然地基的承載力進行研究的過程總結出了以下公式：

（1）粘性土：f0=qc/10；

（2）砂土：f0=qc/（30～40）；

（3）粉土：f0=36Ps+44.6；

式中：f0代表土層的承載力。

2.2 提供樁基設計的參數

靜力觸探原理在巖土工程的勘察中具有重要作用，在使用中，與樁基的機理具有一定的相似點，能夠對土層的垂直變化情況進行系統的了解，確保對土層的勘測工作能夠順利開展，會給樁基施工造成較大的影響。在樁基設計的過程中，應該提供合理的數據信息，保證設計工作的順利開展，對樁基工程的設計和施工中所需的各項資料進行系統的統計工作，選擇出需要選擇的資料內容，并且要依托樁基的持力層來實現，對沉樁的可能性進行判別，以便能夠選取合理的施工方案，實現對各項施工工作的監控工作，明確樁基持力層在使用中出現的各種問題，明確問題的原因，給樁基設計工作提供參數，估算單樁承載力，確保樁基設計工作的順利開展。

3 判別粉土、砂土液化的可能性

根據《巖土工程勘察規范》上的規范內容去實施工程的勘測工作，需要減少抗震的設防烈度，將抗震的設防烈度設置為7～9°，并且需要對場地進行分布，確保砂土或者飽和粉土的飽和性，對液化的可能性進行判別，并且需要對液化的危害程度進行判別，以便能夠對抗液化程度進行判斷，提出抗液化的措施。在對粉土、砂土液化進行加工判別的過程中，其方法有很多，主要的方法有密度法、砂土動強度和地震剪應方法等，在運用這些方法進行檢驗過程中，需要按照《建筑抗震設計規范》中的標準去實施，最主要的方法是試驗法，試驗法在應用過程中，應該按照相關的標準和要求去執行。但是該類方法在使用過程中，也會受到一定的限制，導致在使用中出現較多的問題。例如，在對地面以下15m深度范圍內的飽和沙土或者粉土進行勘測的過程中，可以對單橋探頭或者雙橋探頭的靜力，采取觸探試驗的方法，對實測計算中出現的阻力pso，或者是實測產生的阻力qco進行液化處理，以便能夠對阻力pso的臨界值進行分析和判斷，判別在液化土中呈現出來的問題[3]。

4 結論

靜力觸電是一種原位測試手段，也是一種勘察手段，在使用過程中，具有快速和方便的優勢，操作起來相對比較簡單，并且適用的范圍相對較廣。能夠對難以取得的原樣砂土的摩擦力和砂土的密度進行確認，保證壓縮模指標等。由于不同的地區土層會存在較大的差異，對力學的性質產生影響。因此，在不同的地區應該做好各項勘察工作，以便能夠適應本地區的要求，使靜力觸探在巖土中發揮更大的作用。

[1]李慶豐.淺談靜力觸探技術在巖土工程勘察中的應用及發展前景展望[J].福建建筑，2014，07：83～85.

[2]梁文成，林吉兆，杜宇.海床式靜力觸探設備在海上工程勘察中的應用[J].水運工程，2013，07：19～21.

[3]曲廣生，梁春花，陳彥群.靜力觸探在沙漠地區巖土工程勘察中的應用[J].露天采礦技術，2010，02：18～19+21.

TU413

A

1004-7344（2016）11-0166-02

2016-3-28